Badania naukowe

Ostatnie 12 lat poświęciłem na prace związane z przygotowaniem podstaw 
dalszego rozwoju w kraju inżynierii biomedycznej.

Rozmowa z prof. maciejem nałęczem, biocybernetykiem, 
specjalistą w dziedzinie inżynierii biomedycznej

Panie Profesorze, spotykamy się z okazji dwóch znaczących jubileuszy: 80. rocznicy urodzin i zarazem przeszło półwiecza Pana działalności naukowej, związanej w szczególny sposób z biocybernetyką i inżynierią biomedyczną.
– Rzeczywiście, problematyka oddziaływania pól elektromagnetycznych na organizmy żywe sięga mojej pracy magisterskiej, którą obroniłem na Wydziale Elektrycznym Politechniki Warszawskiej w 1949 r. Materiały do niej przygotowywałem m.in. podczas kilkumiesięcznego pobytu w Stanach Zjednoczonych.

– Ta pasja z lat młodzieńczych pozostała do dzisiaj. Od przeszło 30 lat pasjonują Pana badania w dziedzinie biocybernetyki i inżynierii biomedycznej. W początkach lat 70. podjął Pan niełatwe zadanie rozwoju inżynierii biomedycznej w Polsce. Pana wychowankowie i współpracownicy to w większości inżynierowie, absolwenci Wydziału Elektrycznego Politechniki Warszawskiej, częściowo też Pana studenci w Katedrze Miernictwa Elektrycznego PW, którzy pracowali następnie wraz z Panem w Zakładzie Elektrotechniki Instytutu Podstawowych Problemów Techniki PAN, a później w Instytucie Automatyki PAN, rozszerzając swoją wiedzę w dziedzinie elementów i systemów sterowania.
– Byli to m.in.: prof. Andrzej Weryński, doc. Ignacy Zawicki, prof. Władysław Torbicz, prof. Roman Maniewski, prof. Jan Wójcicki, prof. Wojciech Zmysłowski, prof. Marek Darowski, doc. Wojciech Piątkiewicz, doc. Stanisław Topiński, prof. Zbigniew Dunajski. Współpracowali oni ze mną przez ostatnie 30-40 lat. Dzięki zaangażowaniu w dziedzinę inżynierii biomedycznej musieli uzupełniać na bieżąco swoją wiedzę z biologii i medycyny (tak fizjologii, jak i patofizjologii człowieka), aby stać się równorzędnymi partnerami we współpracy z lekarzami i biologami. Zadanie zatem polegało na wykorzystaniu wiedzy z dziedziny automatyki i pomiarów do pełniejszego zrozumienia działania biosystemów (np. układów krążenia, nerwowych, oddechowych, immunologicznych i działania wybranych narządów) i – poprzez biopomiary – do tworzenia nowych metod diagnostyki medycznej.

– W 1972 r. został Pan przewodniczącym nowo utworzonego Komitetu Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej w ramach Wydziału IV Nauk Technicznych PAN. Pełni Pan tę funkcję również dzisiaj, będąc parokrotnie ponownie na nią wybierany. W 1974 został Pan członkiem rzeczywistym PAN, zaś w 1975 powołano Pana na organizatora i dyrektora nowego Instytutu Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej PAN. Instytut ten prowadził Pan do grudnia 1992 i, jak mi wiadomo, nadal jest on Pana „oczkiem w głowie”.
– U swego zarania, w roku 1975, Instytut liczył 7 samodzielnych pracowników naukowych, obecnie jest ich 19. Ta kadra, której rozwojem w dużej mierze się opiekowałem, rokuje dobry rozwój tej bliskiej mi placówki, która łącznie liczy obecnie 150 pracowników. W okresie tworzenia Instytutu Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej PAN zainicjowałem i brałem czynny udział w szeregu prac badawczych, a następnie usamodzielniałem swoich współpracowników, pomagając im w zdobywaniu stopni i tytułów naukowych. Była to szeroka i pasjonująca tematyka. I tak, w dziedzinie sztucznych narządów zajmowaliśmy się np. zagadnieniami sztucznej nerki — w tym automatyzacją i modelowaniem procesu hemodializy oraz budową urządzeń. Pracując nad sztuczną trzustką opracowywaliśmy m.in. optymalizację procesu podawania insuliny chorym na cukrzycę. W dziedzinie biopomiarów zajmowaliśmy się halotronową mechanokardiografią, a więc wykorzystaniem czujników halotronowych do pomiarów przemieszczeń klatki piersiowej. Innym z kierunków naszych poszukiwań była magnetokardiografia i magnetoencefalografia z wykorzystaniem zjawiska Josephsona (SQUID-ów) w ciekłym helu. Pracowaliśmy również nad pomiarami biochemicznymi, pomiarami glukozy we krwi itd.

– A teraz o Pana najmłodszym „dziecku”...
– Ostatnie 12 lat poświęciłem na prace związane z przygotowaniem podstaw dalszego rozwoju w kraju inżynierii biomedycznej poprzez: stworzenie Międzynarodowego Centrum Biocybernetyki (MCB); nawiązanie szerokiej współpracy naukowej z zagranicą, w szczególności z takimi krajami, jak USA i Japonia, gdzie bioinżynieria rozwija się najszybciej; stworzenie bazy budowlanej – poprzez budowę nowych pomieszczeń dla laboratoriów Instytutu Biocybernetyki i Inżynierii Biomedycznej PAN i Centrum Kongresowego dla Międzynarodowego Centrum Biocybernetyki, przy ul. Księcia Trojdena 4 w Warszawie; opracowanie obszernych monografii z tej dziedziny. MCB powstało w 1988 w PAN jako trzecia międzynarodowa placówka naukowa, po Centrum Matematycznym im. Banacha i Międzynarodowym Instytucie Niskich Temperatur we Wrocławiu. Zostałem powołany na dyrektora Centrum, a obowiązki mego zastępcy pełni prof. Wojciech Zmysłowski. Przewodniczącym Rady Naukowej MCB został akademik O.M. Białocerkowski z Moskwy, a następnie prof. Robert Nerem z Atlanty. Celem MCB jest wymiana doświadczeń naukowych, podnoszenie kwalifikacji zawodowych oraz ułatwianie badań naukowych i ich zastosowań. Centrum realizuje swoje zadania poprzez organizację spotkań naukowych, szkolenie i publikację wyników. Do grudnia 2001 r. odbyły się łącznie 64 seminaria, workshopy i konferencje naukowe, na których wygłoszono 1546 referatów naukowych, opublikowanych w specjalnie powołanej serii wydawniczej Lecture Notes i w czasopiśmie „Biocybernetics and Biomedical Engineering”, którego jestem redaktorem. Ponadto w 1996 odbył się w MCB XXIII Congress European Society for Artificial Organs, organizowany przez prof. A. Weryńskiego i doc. J. Wójcickiego oraz w 1997 Konferencja European Society for Engineering and Medicine, organizowana przeze mnie i prof. W. Zmysłowskiego. Obie te konferencje zgromadziły ok. 1000 osób, a skróty referatów obejmują oddzielne publikacje. Po kolejnych 2-4 seminariach poświęconych podobnej tematyce, powstają w MCB w sposób naturalny grupy studyjne, które pomagają sobie wzajemnie przy zdobywaniu grantów w międzynarodowych organizacjach. Jest to jeden z ważnych rezultatów spotkań.

– Wróćmy na chwilę do przeszłości, do lat 1962-72, kiedy to po uzyskaniu nominacji na profesora nadzwyczajnego przystąpił Pan do tworzenia Instytutu Automatyki PAN w Warszawie. Czego wówczas dotyczyła Pana działalność naukowa?
– Zajmowałem się wówczas głównie zastosowaniami nowych zjawisk fizycznych i nowych technologii w elementach automatyki. Zorganizowałem i kierowałem problemem węzłowym poświęconym temu zagadnieniu w kraju. Już w 1962 r. jako pierwszy w Polsce zainicjowałem prace poświęcone zastosowaniu zjawiska Halla w technice, których znaczący ślad pozostał zarówno w licznych publikacjach, jak i zrealizowanych konstrukcjach. Można tu wymienić: magnetometry do pomiaru stałych i zmiennych pól magnetycznych, przekładniki prądowe prądu stałego, watomierze do pomiaru mocy trójfazowej i jednofazowej na częstotliwości przemysłowe i akustyczne. Należy tu też wymienić oryginalną, opatentowaną koncepcję pomiaru przemieszczeń i wibracji mechanicznych poprzez ruch czujnika halotronowego w niejednorodnym polu magnetycznym. Metoda ta pozwala na pomiar przemieszczeń mechanicznych rzędu 10 angstremów i może być uważana za jedną z najdokładniejszych. Zostało to w pełni potwierdzone doświadczalnie podczas mojego pobytu w Politechnice w Brooklynie (1967/68). Opatentowany przeze mnie czujnik halotronowy do pomiaru mechanicznych przemieszczeń jest cytowany w zagranicznych książkach z miernictwa elektrycznego.
Stosując tę metodę skonstruowałem bardzo czułe sejsmografy. Jeden z nich, pracujący w Laboratorium Geofizycznym w Warszawie, zarejestrował trzęsienie ziemi w Grecji w 1961 r. Sejsmografy oparte na tym rozwiązaniu mogły być stosowane w latach 70. do wykrywania próbnych wybuchów bomb jądrowych. Ta sama metoda pozwoliła na skonstruowanie czułych przyspieszeniomierzy, pomiaru wibracji mechanicznych, pomiaru drżeń ręki do celów diagnostycznych i innych.

– A jeszcze wcześniej?
– Wcześniej były badania w dziedzinie elektrotechniki. m.in. opracowywałem (wspólnie z J.J. Kulikowskim) teorię i konstrukcję magnetometrów drugiej harmonicznej, które były stosowane do monitorowania pól magnetycznych okrętów; otrzymaliśmy nagrodę Zjednoczenia Przemysłu Okrętowego. Opracowałem też nowy grafo-analityczny opis teoretyczny działania przekładnika prądowego z kompensacją uchybów poprzez dodatkowy strumień magnetyczny w rdzeniu transformatora. Była to moja praca doktorska, której promotorem był prof. Paweł J. Nowacki. Metoda projektowania i wyniki doświadczalne przedstawione w pracy doktorskiej zostały wykorzystane w przemysłowej produkcji przekładników prądowych, w ówczesnych Zakładach Produkcyjnych A1.

– W Pana karierze niemałą rolę odegrała działalność naukowa za granicą oraz czynny udział w znaczących organizacjach międzynarodowych. Czy mógłby Pan wymienić kilka przykładów?
– Nie sposób wszystkich wymienić, lecz wspomnę tu choćby o IFAC (International Federation of Automatic Control) czy IFMB (International Federation of Medical and Biological Engineering). Przebywałem w wielu zagranicznych ośrodkach naukowych (głównie w USA) jako visiting professor. Szczególnie ważny był dla mnie udział w prestiżowym programie Scholar in Residence (1991-92) Fogarty International Center, National Institutes of Health w Bethesda (USA). Byłem w tym programie pierwszym Polakiem i inżynierem (wśród lekarzy i biologów). W 1994 w Campusie NIH organizowałem pierwszą konferencję Contribution of Biomedical Engineering to Biology and Medicine (75 zagranicznych wykładowców), przyjętą z dużym zainteresowaniem przez międzynarodowe środowisko naukowe. W ubiegłym roku został powołany w ramach NIH nowy Institute on Image and Biomedical Engineering.

– Bardzo znamienny w Pańskiej działalności był aktywny udział w Ruchu PUGWASH. Przez wiele lat piastował Pan stanowisko przewodniczącego Rady PUGWASH, co jest zjawiskiem bez precedensu. W tym też okresie ta zasłużona organizacja wraz z jednym z wybitnych uczonych, prof. Rotblatem, otrzymała Pokojową Nagrodę Nobla.
– Praca w Ruchu PUGWASH sprawiała mi dużą satysfakcję ze względu na kontakty z wybitnymi naukowcami i globalnymi problemami świata.

Rozmawiał Lech Spratek

Komentarze